Jahresrückblick 2020

Das Jahr 2020 war, wie für viele, auch für FRANCOR ein anstrengendes Jahr. Viele Aktivitäten wurden abgesagt oder konnten wegen der Corona Pandemie nicht angetreten werden. Die gemeinsamen Treffen waren nur Online möglich und haben den Vereinszweck deutlich eingeschränkt. Trotzdem konnten wir ein paar Dinge umsetzen, eine Auflistung ist in diesem Jahresrückblick zu finden.

Hackaton@Evocortex

Am 15. Februar 2020 trafen wir uns bei der Firma Evocortex GmbH in Nürnberg, welche uns dankenderweise Ihre Räume für einen Hackathon zur Verfügung stellten. Das Ziel des Hackathons war es unseren Roboter für den Rescue Wettbewerb weiter zu verbessern. Ein schöner Nebeneffekt war, dass wir an diesen Termin ein neues Mitglied in unserem Verein begrüßen durften. Am Hackaton teilgenommen haben Christian, Helmut, Martin und Michael.

Die Galerie zeigt ein paar Eindrücke des Hackatons. Am Ende des Events hatte unser Roboter Morty einen Roboterarm für Inspektions- und Manipulationsaufgaben.

RoboCup German Open 2020

Der RoboCup 2020 in Magdeburg musste aufgrund der Corona Pandemie leider abgesagt werden. Ein alternatives Event beim Deutschen Rettungsrobotik-Zentrum (DRZ e.V.) in Dortmund Anfang November musste ebenfalls aufgrund der Pandemie abgesagt werden. Weiterhin wurde bereits der RoboCup 2021 in Magdeburg abgesagt, da es immer noch nicht sicher ist ob die Pandemie zu diesem Zeitpunkt überstanden ist. Wir hoffen demnächst wieder in der Rettungsrobotik aktiv zu sein, rechnen aber auch 2021 mit hohen Einschränkungen.

RoboCup Rescue Arena @TH-Nürnberg

Um besser für den Robocup Rescue besser trainieren zu können, wurde beim Team AutonOHM beschlossen eine Arenanachbildung aufzubauen. Freundlicherweise hat das Team AutonOHM erlaubt, dass auch wir dort Trainieren dürfen. Danke Dafür.

Natürlich haben wir als Team Francor beim Aufbau geholfen.

Fertig aufgebaute Arena von hinten.
Arena von Vorne. (Links: Operator Station)

Jahreshauptversammlung 28.12.2020

Am 28.12.2020 trafen sich alle Mitglieder des Vereins Online über das Programm Discord. Neben den normalen organisatorischen Themen wurde, wie in der Satzung festgelegt, ein neuer Vorstand gewählt. Als Vorstand wurden einstimmig folgende Personen gewählt:

  • 1. Vorstand: Christian Wendt
  • 2. Vorstand: Michael Schmidpeter
  • Kassenwart: Michael Weidinger

Weiterentwickliung Libfrancor C++

Im Rahmen unser Roboter-Entwicklung wird eine C++ Bibliothek entwickelt, die benötigte Features zur Navigation, Wahrnehmung und Interpretation der Umgebung und für die Manipulation dieser bereit stellen soll. Die Besonderheit gegenüber bestehender Open Source Bibliotheken ist der Fokus auf Prozesskontrolle und Diagnose und weniger auf den Algorithmen selbst. Wir sehen das Wissen über den Zustandes des Systems (Roboter) als sehr wichtig an und möchten mit dieser Bibliothek dem nachkommen.

Die Bibliothek ist momentan immer noch in der Entwicklung und nicht released. Wir konnten aber dieses Jahr gute Fortschritte verzeichnen. Es wurde unter anderem an folgenden Features entwickelt:

  • Logging
  • Parameter Handling
  • Occupancy Grid Registrierung- und Rekonstruktionsmethoden
  • Kalman Filter für Ego Objekt Filterung mit Transition und Sensor Modell Design
  • Basic Grid und Array Klassen mit erweiterten Iterator Zugriff Klassen und Shared Memory Ansatz für geteilten Content

Die aktuelle Version kann auf GitHub gefunden werden und steht zur freien verfügen: https://github.com/franc0r/libfrancor

RoboCup German Open 2019

Unser Team nimmt bereits seit dem Jahr 2018 an dem RoboCup Rescue Wettbewerb in Magdeburg teil.
Ziel des Wettbewerbs ist es die Entwicklung mobiler Rettungsroboter zu fördern, welche im Katastrophenfall Rettungskräfte unterstützen können. Das meist genannte Beispiel ist hier die Suche nach vermissten Personen in einsturzgefährdeten Gebäuden nach einem Erdbeben.

Die Roboter sollen ferngesteuert oder im Optimalfall autonom in die Gebäude fahren, diese kartieren und verschüttete Personen in die erstellte Karte einzeichnen. Dies soll eine Rettung ermöglichen ohne Rettungskräfte in Gefahr zu bringen. Ein weiterer Vorteil ist, dass mehrere Roboter gleichzeitig eingesetzt werden können, um die Suchkapazitäten zu erhöhen.
Das Interessante an dieser Aufgabe ist, dass viele Disziplinen in einer Aufgabe vereint werden, denn folgende Aufgaben gibt es zu lösen:

  • Entwicklung eines robusten und geländegängigen Fahrwerks (Maschinenbau)
  • Aufbau des entwickelten Fahrwerks (Mechanik)
  • Entwicklung und Integration von Leistungs-/Antriebselektronik, Sensorik und Rechenleistung (Elektronik)
  • Entwicklung von Software zur Antriebssteuerung, Sensordatenverarbeitung, Kartierung und Autonomie uvm. (Mathematik, Softwareentwicklung)

Auch betriebswirtschaftliche Interessen dürfen nicht vergessen werden: Der Roboter muss kostengünstig zu bauen sein, um für die breite Masse erschwinglich zu sein. Dies ist durch die finanziellen Mittel unseres Vereins bereits vorgegeben, da wir aktuell über keine große Förderung verfügen.

Team

Das gesamte Team besteht aus ehemaligen Mitgliedern des RoboCup Teams AutonOhm der Technischen Hochschule Nürnberg. Alle Vereinsmitglieder wollten weiterhin in der Rettungsrobotik aktiv bleiben und haben aus diesem Grund FRANCOR e.V. gegründet.

Teamfoto vom RoboCup Rescue 2019
(c) Florian Gramß: Christian Merkl, Matthias Frank, Michael Schmidpeter und Martin Bauernschmitt (von links nach rechts)

Die Teammitglieder hatten folgende Aufgaben:

  • Christian Merkl: Elektronik und Softwareentwicklung
  • Matthias Frank: Mechanik und Elektronik
  • Michael Schmidpeter: Elektronik und Softwareentwicklung
  • Martin Bauernschmitt: Mechanik und Embedded-Softwareentwicklung

Vorbereitung

Werkzeugsuche mit vollem Körpereinsatz

Anreise

  • Ankunft RoboCup
    Warten vor der Messehalle Magdeburg

Die Anreise zum RoboCup startete am 30.4.2019 als sich das gesamte Team auf den Weg nach Magdeburg machte. Als Unterkunft diente eine Ferienwohnung nahe der Messe Magdeburg, wo der Wettbewerb ausgetragen wurde.

Setupphase @ RoboCup

Am 1.4.2019 startet ab 12:00 Uhr die sogenannte Setup-Phase des RoboCup Wettbewerbs. An diesem Tag dürfen alle Teams die Messehalle betreten und anfangen ihren Bereich aufzubauen. Weiterhin ist es möglich mit dem Roboter in die verschiedenen Hindernisparkours zu fahren, um erste Tests durchzuführen.

  • Sehr wichtig! Die Kaffeeversorgung wird eingerichtet

Challenges @ RoboCup

Die Qualifizierung für das Finale erfolgt durch Erreichen einer hohen Punktzahl bei den gestellten Aufgaben. Eine Aufgabe ist zum Beispiel MAN-4, das Überqueren von verschränkten Rampen. Hier wird die Anzahl der Fahrten vom Start- zum Endpunkt und zurück innerhalb einer vorgegebenen Zeit gezählt. Alle Infos können dem offiziellen Regelwerk entnommen werden.

MAN-4 Aufgabe: Der Roboter muss den Parkour so oft wie möglich in einer vorgegeben Zeit durchqueren

Jeder Roboter muss an sechs Basistests teilnehmen:

  • MAN 1: Center – Fahrt durch eine Verengung
  • MAN 2: Align – Balancieren über zwei blaue Balken
  • MAN 3: Traverse – Fahren über eine Steigung wobei eine Linie nicht überfahren werden darf
  • MAN 4: Crossover – Verschränkte Rampen
  • MAN 5: Negotiate – Fahren durch vertikale Hindernisse
  • MAN 6: Curb – Überfahren eines schrägen Balkens auf dem Boden

Es kann vorkommen, dass am RoboCup Rescue German Open nicht alle MAN Aufgaben aufgebaut sind. Diesmal wurde beispielsweise MAN 5 nicht durchgeführt.
Die folgenden Abbildungen verdeutlichen noch einmal die Tests und sind ein Auszug aus dem offiziellen Regelwerks des Wettbewerbs.

  • MAN 1: Center – Fahrt durch eine Verengung

Neben den Basistests gibt es noch die Spezialisierungen MOB (Mobilität) und DEX (Dexterity – Fingerfertigkeit/Manipulation mit Roboterarm).
Unser Roboter hat es im Jahr 2019 aufgrund eines fehlenden Roboterarms nicht geschafft an DEX teilzunehmen. Auch der Bereich MOB bot einige Herausforderungen. Gut meistern konnten wir hingegen MOB-2: Die Sand-/Kieskiste

Unser Rettungsroboter bei MOB-2

Fazit

Wir konnten uns wie im schon Jahr 2018 für das Finale qualifizieren. Allerdings reichte es nicht für einen Platz unter den besten Drei. Daher gibt für uns noch einiges zu tun: Beispielsweise müssen wir die Antriebe und die Geländegängigkeit des Roboters optimieren. Weiterhin haben wir die meisten Aufgaben ferngesteuert absolviert – dies wollen wir nächstes Mal ändern, um autonom fahren zu können.

Zum Schluss bleibt noch zu sagen: Ein Dank an alle Teams und Teilnehmer, die Organisatoren und natürlich unsere Mitglieder die im Hintergrund tätig sind und sich um die Organisation sowie die Finanzen kümmern.

Update:
Auch wenn der Wettbewerb 2020 aufgrund der Corona-Pandemie leider ausfallen musste, nutzen wir diese „Zwangspause“, um unseren Rettungsroboter und unser Team schon auf nächstes Jahr vorzubereiten.
Wir freuen uns auf 2021!